二次函数性质综合题类型一 二次项系数确定型1.已知二次函数y =x 2-2mx +m 2+m -5.(1)若该二次函数图象关于y 轴对称,写出它的图象的顶点坐标.(2)若该二次函数图象的顶点在第一象限,求m 的取值范围.解:(1)∵二次函数y =x 2-2mx +m 2+m -5的图象关于y 轴对称,∴x =22m --=0, 解得m =0, ∴二次函数为y =x 2-5,∴顶点坐标为(0,-5);(2)y =x 2-2mx +m 2+m -5=(x -m )2+m -5,∴顶点坐标为(m ,m -5),∵它的图象的顶点在第一象限,∴ m >0,且 m −5>0 , 解得m>5.2.已知抛物线G :y=x 2-2ax+a -1(a 为常数).(1)当a =3时,用配方法求抛物线G 的顶点坐标;(2)若记抛物线G 的顶点坐标为P (p ,q ),①分别用含a 的代数式表示p ,q ;②请在①的基础上继续用含p 的代数式表示q ;③由①②可得,顶点P 的位置会随着a 的取值变化而变化,则点P 总落在__________图象上.A .一次函数B .反比例函数C .二次函数(3)小明想进一步对(2)中的问题进行如下改编:将(2)中的抛物线G 改为抛物线H :y =x 2-2ax +N (a 为常数),其中N 代表含a 的代数式,从而使这个新抛物线H 满足:无论a 取何值,它的顶点总落在某个一次函数的图象上.请按照小明的改编思路,写出一个符合以上要求的新抛物线H的函数表达式:_________(用含a的代数式表示),它的顶点所在的一次函数图象的表达式y=kx+b(k,b为常数,k≠0)中,k=___________,b=___________.解:(1)当a=3时,y=x2-6x+2=(x-3)2-7,∴点G的顶点坐标为(3,-7);(2)①y=x2-2ax+a-1=(x-a)2-a2+a-1,∴p=a,q=-a2+a-1;②q=-p2+p-1;③C(3)y=x2-2ax+a2+a-1,1,-1(答案不唯一)【解法提示】y=x2-2ax+a2+a-1=(x-a)2+a-1,顶点坐标为(a,a-1),顶点所在的一次函数图象的表达式y=x-1.3.已知抛物线y=x2-2mx+2m2+2m,得出两个结论:结论一:当抛物线经过原点时,顶点在第三象限的角平分线所在的直线上;结论二:不论m取什么实数值,抛物线顶点一定不在第四象限.(1)请你求出抛物线经过原点时m的值及顶点坐标,并说明结论一是否正确?(2)结论二正确吗? 若你认为正确,请求出当实数m变化时,抛物线顶点的纵横坐标之间的函数关系式,并说明顶点不在第四象限的理由;若你认为不正确,求出抛物线顶点在第四象限时,m的取值范围.解:(1)结论一正确.抛物线经过原点时,2m2+2m=0,则m1=0,m2=-1,当m=-1时,抛物线解析式为y=x2+2x=(x+1)2-1,顶点坐标(-1,-1);当m=0时,抛物线解析式为y=x2,顶点坐标(0,0),由于顶点(-1,-1)和顶点(0,0)都在第三象限的角平分线所在的直线上,∴结论一正确;(2)结论二正确.∵抛物线的解析式y =x 2-2mx +2m 2+2m 可变为y =(x -m )2+m 2+2m ,∴抛物线的顶点坐标为(m ,m 2+2m ),若设抛物线的顶点为(x ,y ),则2,2x m y m m=⎧⎨=+⎩ ∴抛物线顶点的纵横坐标的函数关系式为y =x 2+2x ,∵抛物线y =x 2+2x 的顶点为(-1,-1),与x 轴的交点为(0,0),(-2,0),且抛物线开口向上,∴抛物线 y =x 2+2x 不可能在第四象限.即不论 m 取什么实数值,抛物线顶点一定不在第四象限.4.在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y =x 2-2mx +m 2-m +2的顶点为D .线段ab 的两端点分别为a (-3,m ),b (1,m ).(1)求点D 的坐标(用含m 的代数式表示);(2)若该抛物线经过点b (1,m ),求m 的值;(3)若线段AB 与该抛物线只有一个公共点,结合函数的图象,求m 的取值范围. 解:(1)∵y =x 2-2mx +m 2-m +2=(x -m )2-m +2,∴D (m ,-m +2);(2)∵抛物线经过点B (1,m ),∴m =1-2m +m 2-m +2,解得m =3或m =1;(3)根据题意:∵A (-3,m ),B (1,m ),∴AB 所在直线的解析式为y =m (-3≤x ≤1),与y =x 2-2mx +m 2-m +2,联立得: x 2-2mx +m 2-2m +2=0,令y =x 2-2mx +m 2-2m +2,若抛物线y =x 2-2mx +m 2-2m +2与线段AB 只有一个公共点,即函数y 在-3≤x ≤1范围内只有一个零点,当x =-3时,y =m 2+4m +11≤0,∵b 2-4ac >0,∴此种情况不存在,当x =1时,y =m 2-4m +3≤0, 解得1≤m ≤3.5.已知抛物线的表达式为 y =2x 2-4x -1.(1)求当x 为何值时y 取最小值,并求出最小值;(2)这个抛物线交x 轴于点(x 1,0),(x 2,0),求2112x x x x +的值; (3)将二次函数的图象先向右平移2个单位长度,再向下平移 1个单位长度后,所得二次函数图象的顶点为a ,请你求出点a 的坐标.解:(1)y =2x 2-4x -1=2(x 2-2x +1)-2-1=2(x -1)2-3,当x =1时,y 取最小值,最小值为-3;(2)令y =0,得2x 2-4x -1=0,由题意得:方程的两个根为x 1,x 2,∵a =2,b =-4,c =-1,∴x 1+x 2=b a -=2,x 1x 2=c a =12-, 则22221121212121212()210;x x x x x x x x x x x x x x ++-+===- (3)二次函数的图象向右平移2个单位长度,得到解析式为y=2(x-1-2)2-3,即y=2(x-3)2-3,再向下平移1个单位长度,得y=2(x-3)2-3-1,即y=2(x-3)2-4,则平移后顶点a的坐标为(3,-4).6.已知二次函数y=-x2+2mx-4m+2(m为常数)(1)请你用m的代数式表示该函数的顶点坐标;(2)对于二次函数y=-x2+2mx-4m+2,若当x≥1时,函数值y随x的增大而减小,请你求出m的取值范围;(3)若二次函数y=-x2+2mx-4m+2的顶点纵坐标为H,写出H与m的函数关系式,并判断该函数图象的顶点是否有最高点(或最低点)?若有,请求出这个点的坐标.解:(1)∵2224,42 22(1)4b m ac bm m ma a--=-==-+⨯-,∴顶点坐标为(m,m2-4m+2);(2)∵抛物线的对称轴为直线x=m,且a=-1<0,∴当x≥m时,函数值y随x的增大而减小,∵当x≥1时,函数值y随x的增大而减小,∴m≤1;(3)∵二次函数y=-x2+2mx-4m+2的顶点纵坐标为H,∴H=m2-4m+2=(m-2)2-2,∵1>0,∴函数顶点有最低点,坐标为(2,-2).7.已知二次函数y=22x bx c++(b,c为常数).(1)当b=1,c=-3时,求二次函数在-2≤x≤2上的最小值;(2)当c=3时,求二次函数在0≤x≤4上的最小值;(3)当c =42b 时,若在自变量x 的值满足2b ≤x ≤2b +3的情况下,与其对应的函数值y 的最小值为21,求此时二次函数的解析式.解:(1)当b =1,c =-3时,二次函数解析式为2223(1)4y x x x =+-=+-,∵x =-1在-2≤x ≤2的范围内,∴当x =-1时,函数取得最小值为-4;(2)当c =3时,二次函数解析式为y =223x bx ++=22()3x b b +-+,其对称轴为直线x =-b ,①若-b <0,即b >0时,当x =0时,y 有最小值为3;②若0≤-b ≤4,即4≤b ≤0时,当x =-b 时,y 有最小值为23b -+; ③若-b >4,即b <-4时,当x =4时,y 有最小值为8b +19;(3)当c =24b 时,二次函数的解析式为y =2224x bx b ++,它是开口向上,对称轴为直线x =-b 的抛物线,①若-b <2b ,即b >0时,在自变量x 的值满足2b ≤x ≤2b +3的情况下,与其对应的函数值y 随x 增大而增大,∴当x =2b 时,y=2(2)2b b +×222412b b b +=为最小值,∴12b 2=21,∴b 或b =(舍), ∴二次函数解析式为y =27x +;②若2b ≤-b ≤2b +3,即-1≤b ≤0,当x =-b 时,代入y =2224x bx b ++,得y 的最小值为23b ,∴23b =21, ∴b 舍)或b (舍),③若-b >2b +3时,即b<-1,x =2b+3时,代入二次函数解析式y =2224x bx b ++中,得y 的最小值为212189b b ++,∴212189b b ++=21,∴b =-2或b =12(舍),∴二次函数解析式为y =2416x x -+.综上所述,b =2或b =-2时,此时二次函数的解析式分别为y =27x ++或y =2416x x -+.类型二 二次项系数不确定型1.已知实数a ,c 满足111a c +=,2a +c -ac +2>0,二次函数y =ax 2+bx +9a 经过点 B (4,n )、A (2,n ),且当1≤x ≤2时,y =ax 2+bx +9a 的最大值与最小值之差是9,求a 的值. 解:∵实数a ,c 满足111a c +=,∴c -ac =-a ,∵2a +c -ac +2>0,∴2a -a +2>0,∴a >-2,∵二次函数y =ax 2+bx +9a 经过点B (4,n )、A (2,n ), ∴2b a -=422+=3, ∴b =-6a , ∴y =ax 2+bx +9a =a (x 2-6x +9)=a (x -3)2,∵当1≤x ≤2时,y =ax 2+bx +9a 的最大值与最小值之差是9,∴|4a -a |=9, ∴a =±3,又∵a>-2, ∴a =3.2.已知抛物线的函数解析式为y =ax 2+bx -3a (b <0),若这条抛物线经过 点(0,-3),方程ax 2+bx -3a =0的两根为x 1,x 2,且|x 1-x 2|=4.(1)求抛物线的顶点坐标;(2)已知实数x >0,请证明x +1x ≥2,并说明x 为何值时才会有x +1x =2. 解:(1)∵抛物线过点(0,-3),∴-3a =-3,,∴a =1,∴y =x 2+bx -3,∵x 2+bx -3=0的两根为x 1,x 2,∴x 1+x 2=-b ,x 1x 2=-3,∵|x 1-x 2|=4, ∴|x 1-x 2=4 ,4, ∴b 2=4 ,∵b <0, ∴b =-2 ,∴y =x 2-2x -3=(x -1)2-4 ,∴抛物线的顶点坐标为(1,-4);(2)∵x >0, ∴x +1x −2=( x -1x )2 ≥0 ,∴x +1x ≥2,显然当x =1时,才有x +1x =2.3.已知函数24(2)m m y m x +-=+是关于x 的二次函数,求:(1)满足条件m 的值;(2)m 为何值时,抛物线有最低点?求出这个最低点的坐标,这时x 为何值时y 随x 的增大而增大?(3)m 为何值时,抛物线有最大值?最大值是多少?这时x 为何值时,y 随x 的增大而减小?解:(1)根据题意得m +2≠0且m 2+m -4=2,解得m 1=2,m 2=-3, 所以满足条件的m 值为2或-3;(2)当m +2>0时,抛物线有最低点, 所以m =2, 抛物线解析式为y =4x 2, 所以抛物线的最低点为(0,0),当x ≥0时,y 随x 的增大而增大;(3)当m =-3时,抛物线开口向下,函数有最大值; 抛物线解析式为y =-x 2,所以二次函数的最大值是0,这时,当x ≥0时,y 随x 的增大而减小.4.我们知道,经过原点的抛物线解析式可以是y =ax 2+bx (a ≠0).(1)对于这样的抛物线:当顶点坐标为(1,1)时,求a 、b 的值;(2)当顶点坐标为(m ,2m ),m ≠0时,求a 与m 之间的关系式;(3)继续探究,如果b ≠0,且过原点的抛物线顶点在直线y =(k +1)x (k ≠-1)上,请用含k 的代数式表示b .解:(1)∵顶点坐标为(1,1),∴ 21214b a b a⎧-=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩, 解得12a b =-⎧⎨=⎩; (2)当顶点坐标为(m ,2m ),m ≠0时,2224b m a b m a⎧-=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩, 解得a =2m -; (3)过原点的抛物线y =ax 2+bx 的顶点坐标为(2b a-,24b a -), ∵抛物线顶点在直线y =(k +1)x (k ≠-1)上, ∴2(1)()42b b k a a -=+-, 整理得:b =2k +2.5.已知二次函数y =ax 2-(a +1)x +1(a >0).(1)当a =1时,求二次函数y =ax 2-(a +1)x +1(a >0)的顶点坐标和对称轴.(2)二次函数y =ax 2-(a +1)x +1(a >0)与x 轴的交点恒过一个定点,求出这个定点;(3)当二次函数y =ax 2-(a +1)x +1(a >0)时,x 在什么范围内,y 随着x 的增大而减小?解:(1)当a =1时,y =x 2-2x +1, 顶点坐标式为y =(x -1)2,则顶点坐标为(1,0),对称轴为直线x =1;(2)令y =ax 2-(a +1)x +1=0, a (x 2-x )+1-x =0,当x =1时,a (x 2-x )+1-x =0恒成立, 则这个定点为(1,0);(3)∵y =ax 2-(a +1)x +1(a >0),∴y =a (x −12a a+)2+1−2(1)4a a +, ∵a >0, ∴当x <12a a+时,y 随着x 的增大而减小. 6.已知函数y =(n +1)x m +mx +1-n (m ,n 为实数).(1)当m ,n 取何值时,此函数是我们学过的哪一类函数?它一定与x 轴有交点吗?请判断并说明理由;(2)若它是一个二次函数,假设n >-1,那么:①当x <0时,y 随x 的增大而减小,请判断这个命题的真假并说明理由; ②它一定经过哪个点?请说明理由.解:(1)①当m =1,n ≠-2时,函数y =(n +1)x m +mx +1-n (m ,n 为实数)是一次函数,它一定与x 轴有一个交点,∵当y =0时,即(n +1)x m +mx +1-n =0,∴x =12n n -+ , ∴函数y =(n +1)x m +mx +1-n (m ,n 为实数)与x 轴有交点;②当m =2,n ≠-1时,函数y =(n +1)x m +mx +1-n (m ,n 为实数)是二次函数, 当y =0时,y =(n +1)x m +mx +1-n =0,即(n +1)x 2+2x +1-n =0,△=22-4(1+n )(1-n )=4n 2≥0,∴函数y =(n +1)x m +mx +1-n (m ,n 为实数)与x 轴有交点;③当n =-1,m ≠0时,函数y =(n +1)x m +mx +1-n 是一次函数,当y =0时,x =2m-, ∴函数y =(n +1)x m +mx +1-n (m ,n 为实数)与x 轴有交点;(2)①假命题,若它是一个二次函数,则m =2,函数y =(n +1)x 2+2x +1-n , ∵n >-1,∴n +1>0,抛物线开口向上, 对称轴:x =2122(1)1b a n n -=-=-++<0, ∴对称轴在y 轴左侧,当x <0时,y 有可能随x 的增大而增大,也可能随x 的增大而减小;②当x =1时,y =n +1+2+1-n =4.当x =-1时,y =0.∴它一定经过点(1,4)和(-1,0).7.在平面直角坐标系xOy 中,直线y =2x -3与y 轴交于点 A ,点A 与点B 关于x 轴对称,过点B 作y 轴的垂线l ,直线l 与直线y =2x -3交于点 C .(1)求点C 的坐标;(2)如果抛物线y =nx 2-4nx +5n (n >0)与线段bC 有唯一公共点,求n 的取值范围. 解:(1)∵直线y =2x -3与y 轴交于点A (0,-3),∴点A 关于x 轴的对称点B (0,3),l 为直线y =3,∵直线y =2x -3与直线l 交于点C ,∴点C 坐标为(3,3);(2)∵抛物线y =nx 2-4nx +5n (n >0),∴y =nx 2-4nx +4n +n =n (x -2)2+n (n >0),∴抛物线的对称轴为直线x =2,顶点坐标为(2,n ),∵点B (0,3),点C (3,3),①当n >3时,抛物线的最小值为n >3,与线段BC 无公共点;②当n=3时,抛物线的顶点为(2,3),在线段BC上,此时抛物线与线段BC有一个公共点;③当0<n<3时,抛物线最小值为n,与线段BC有两个公共点;如果抛物线y=n (x-2)2+n经过点b,则3=5n,解得n=35,由抛物线的对称轴为直线x=2,可知抛物线经过点(4,3),点(4,3)不在线段BC上,此时抛物线与线段BC有一个公共点B;如果抛物线y=n(x-2)2+n经过点C,则3=2n,解得n=32,由抛物线的对称轴为直线x=2,可知抛物线经过点(1,3),点(1,3)在线段BC 上,此时抛物线与线段BC有两个公共点,综上所述,当35≤n<32或n=3时,抛物线与线段bC有一个公共点.8.已知抛物线C:y1=a(x-h)2-1,直线l:y2=kx-kh-1.(1)求证:直线l恒过抛物线C的顶点;(2)当a=1,2≤x≤m时,y1≤x-3恒成立,求m的最大值;(3)当0<a≤1,k>0时,若在直线l下方的抛物线C上至少存在三个横坐标为整数的点,求k的取值范围.解:(1)抛物线C的顶点坐标为(h,-1),当x=h时,y2=kh-kh-1=-1,所以直线l 恒过抛物线C的顶点;(2)当a=1时,抛物线C解析式为y1=(x-h)2-1,不妨令y3=x-3 ,如解图①所示,抛物线C的顶点在直线y=-1上移动,第8题解图①当2≤x≤3时,y1≤x-3恒成立,则可知抛物线C的顶点为(2,-1),设抛物线C与直线y3=x-3 除顶点外的另一交点为M,此时点M的横坐标即为m的最大值,由2(2)13y xy x⎧=--⎨=-⎩,解得x=2或x=3,∴m的最大值为3.(3)如解图②所示,由(1)可知:抛物线C与直线l都过点a(h,-1).第8题解图②当0<a≤1时,k>0,在直线l下方的抛物线C上至少存在三个横坐标为整数点,即当x=h+3时,y2>y1恒成立.∴k(h+3)-kh-1>a(h+3-h)2-1,整理得:k>3a.又∵0<a≤1,所以0<3a≤3,所以k>3.9.已知二次函数23 2y ax bx=+-的图象与y轴交于点B,(1)若二次函数的图象经过点A(1,1).①二次函数的图象对称轴为直线x=1,求此二次函数的解析式;②对于任意的正数a,当x>n时,y随x的增大而增大,请求出n的取值范围;(2)若二次函数的图象的对称轴为直线x=-1,且直线y=2x-2与直线l也关于直线x=-1对称,且二次函数的图象在-5<x<-4这一段位于直线l的上方,在1<x<2这一段位于直线y=2x-2的下方,求此二次函数的解析式.解:(1)①由题意得31212a bba⎧+-=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩,解得525ab⎧=-⎪⎨⎪=⎩,∴二次函数的解析式为253522y x x =-+-; ∵二次函数的图象经过点A (1,1), ∴31,2a b +-= ∴b =52a -, ∴对称轴为55122242a b x a a a -=-=-=-+, ∵a>0,∴50,4a -< ∴122b x a =-<, ∵当x>n 时,y 随x 的增大而增大,1,221;2b n a n ∴≤-<∴<(2)由直线y =2x -2可知:直线y =2x -2与直线x =-1的交点为(-1,-4),与x 轴的交点为(1,0),∵直线y =2x -2与直线l 也关于直线x =-1对称,∴直线l 与x 轴的交点为(-3,0),设直线l 的解析式为y =kx +d ,∵直线l 过点(-1,-4),(-3,0),代入解析式得4,03k d k d-=-+⎧⎨=-+⎩解得=2,6k d -⎧⎨=-⎩ ∴直线l 的解析式为y =-2x -6. ∵二次函数232y ax bx =+-的图象的对称轴为直线x =-1,且直线y =2x -2与y =-2x -6关于直线x =-1对称,如解图,当1<x<2时,函数232y ax bx =+-的图象在直线y =2x -2的下方,第9题解图∴当-4<x<-3时,函数232y ax bx =+-的图象在直线l :y =-2x -6的下方; 又∵当-5<x<-4时,函数232y ax bx =+-的图象在直线l 的上方, ∴当x =-4时,y =-2⨯(-4)-6=2, 即(-4,2)为函数232y ax bx =+-与y =-2x -6的图象的交点, ∴316422,12a b b a⎧--=⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩解得716,78a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ ∴此二次函数的解析式为27731682y x x =+-.。